重防腐涂料常被用于港口設備、跨海大橋、海上平臺的涂裝。厚膜化是重防腐涂料的一個(gè)重要標志。 一般防腐涂層的干膜厚度為100~150 μm，而重防腐涂料干膜厚度則在200~300 μm 以上，還有500~1 000 μm，有的甚至高達20 000 μm。另外，重防腐涂料大都為高固體分涂料，配方中的顏填料比例高，相對密度大，容易產(chǎn)生沉淀。
在設計防腐涂料配方時(shí)，希望涂料在低剪切下提供高黏度，有利于顏填料的防沉；在受到高剪切后，能保證涂料在高剪切施工條件下（無(wú)氣噴涂、輥涂、刷涂）有很好的施工性，這就需要涂料有很好的觸變性。施工后還需要涂料黏度能快速恢復，具有抗流掛性［4］。要達到這些性能要求，流變劑的選擇至關(guān)重要。
本文通過(guò)與傳統有機膨潤土和氣相二氧化硅比較，研究了新型合成膨潤土對防腐涂料貯存穩定性、黏度和抗流掛性的影響。
1· 實(shí)驗部分
1.1 原材料與儀器
原材料：環(huán)氧樹(shù)脂，石英粉，分散劑，消泡劑，二甲苯，異丁醇，胺加成固化劑，流變助劑：A（新型合成膨潤土）、B（有機改性天然膨潤土）、C（氣相二氧化硅）。
儀器：高速分散機，流變儀（Brookfield DVII+Pro），玻璃瓶，烘箱，流掛儀等。
1.2 配方及實(shí)驗方法
涂料配方見(jiàn)表1。為簡(jiǎn)化配方，顏填料全部采用800 目石英粉。
按配方分別制備含有流變劑A、B、C 及空白的樣品。樣品制備采用高速分散，剪切速度設定在1 m/s，分散10 min。然后測試貯存穩定性、黏度以及抗流掛性。
2 ·結果與討論
流動(dòng)是液體涂料最重要的特性之一，它決定涂料的使用性和施工性。黏度是描述流動(dòng)特性的一個(gè)主要參數。顏料的沉降和涂料的流掛主要受到黏度的影響。流變劑通過(guò)改變涂料黏度來(lái)改善沉降和流掛。根據斯托克斯定律，顏料的沉降和涂料的流掛與涂料黏度有如下關(guān)系：
貯存穩定性測試結果見(jiàn)圖1。由圖1 可見(jiàn)：使用A 流變劑制備的環(huán)氧涂料貯存穩定性最好，石英粉在涂料中沒(méi)有沉淀。C 流變劑次之，有少量分層。B 流變劑有比較嚴重的分層，但沉淀依舊松軟。沒(méi)有使用流變劑的涂料分層明顯，且為硬沉淀。
按比例將基料和固化劑混合后，測試涂料在不同剪切速度下的黏度、觸變性和抗流掛性，實(shí)驗結果見(jiàn)表2。除了空白樣外，A 流變劑在50 r/min 的高剪切條件下，黏度最低。對比5 r/min 和50 r/min 剪切條件下的黏度，可以看到A 流變劑的觸變性最大，達到了6.3，優(yōu)于B 流變劑和C 流變劑?？沽鲯煨詼y試結果顯示，用A 流變劑制備的涂料抗流掛性可達625 μm，比B 流變劑高225 μm，比C 流變劑高175 μm。
從結構上分析，B 流變劑是片狀結構（見(jiàn)圖2），經(jīng)過(guò)高速分散，在涂料中形成微小片狀顆粒，片狀微粒表面的季銨基團之間形成氫鍵，形成網(wǎng)絡(luò )結構，起到觸變效果［3］。而A 流變劑與B 流變劑不同，除了片狀結構外，中間還摻雜了一定比例的柱狀結構顆粒（見(jiàn)圖3）。靜態(tài)貯存時(shí)，片狀微粒和柱狀微粒表面的季銨基團共同形成三維立體網(wǎng)絡(luò )的氫鍵，柱狀顆粒分散在片狀微粒之間，起到支撐的作用，這種結構類(lèi)似于造房子，在面與面之間支起許多小柱，因此靜態(tài)時(shí)A 流變劑的穩定性比B 流變劑更高，貯存穩定性更好。施工時(shí)受到剪切力作用，氫鍵被打破，同時(shí)這些柱狀顆粒也會(huì )按流動(dòng)方向定向排列（見(jiàn)圖4），因而受到剪切力時(shí)，降黏效果更顯著(zhù)，觸變性更大。剪切力消失后，一般來(lái)說(shuō)氫鍵的恢復需要一定的時(shí)間，而這種柱狀顆粒能很快地重新排列，因此A 流變劑的黏度恢復比B 流變劑更快，抗流掛性也更好。A 流變劑片狀與柱狀相結合的結構可以通過(guò)高倍電子顯微鏡得到驗證（見(jiàn)圖5）。
在實(shí)際生產(chǎn)中，我們會(huì )把膨潤土制成預凝漿，充分發(fā)揮它的觸變性。由于A(yíng) 流變劑具有非常好的觸變性，在高剪切力下黏度非常低，因此在制備過(guò)程中，可制備含量更高的預凝漿，這樣可以起到節約生產(chǎn)成本的目的。
將A 流變劑和B 流變劑分別分散在二甲苯和乙二醇丁醚的混合溶劑中。發(fā)現相同用量時(shí)，A 流變劑的預凝膠黏度遠小于B 流變劑（見(jiàn)圖6）。
C 流變劑也是防腐涂料中常用的原料。但C 流變劑的堆積密度小，添加時(shí)容易造成揚塵，對環(huán)境、操作人員的健康有影響。與C 流變劑相比，A 流變劑體積只有其1/4，因此可以有效減少揚塵，添加更方便。
3 結語(yǔ)
兼有片狀與柱狀結構的合成膨潤土流變劑對防腐涂料中的顏填料提供良好的貯存穩定性。施工時(shí)，受到高剪切力，黏度能迅速下降，有利于涂料的施工，并且該流變劑的觸變性大，黏度恢復快，抗流掛性好。與傳統的有機改性天然膨潤土和氣相二氧化硅相比優(yōu)勢明顯，是防腐涂料理想的流變劑。
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